L'Intelligenza Artificiale (IA) moderna affonda le sue radici concettuali nella fisica statistica dei sistemi complessi. Dalla teoria degli spin glass e dal modello pionieristico di John Hopfield — in cui il richiamo della memoria equivale alla ricerca di un minimo di energia — i concetti di paesaggio energetico, attrattore e rilassamento termodinamico hanno plasmato l'evoluzione delle reti neurali. Questo articolo ripercorre il filo conduttore che lega la fisica teorica alle architetture dell'IA contemporanea, esaminando come strumenti quali la Ricottura Simulativa (Simulated Annealing), i Diffusion Models e le Generative Adversarial Networks (GANs) trovino fondamento rispettivamente nei processi termodinamici e nelle dinamiche dell'Equilibrio di Nash. Per mostrare il valore pratico di questo paradigma, il lavoro presenta un'applicazione alla spettroscopia Raman: l'Autoencoder viene re-interpretato non come un mero algoritmo di denoising, ma come un misuratore di stabilità che valuta la vicinanza di uno spettro rumoroso a un "pseudo-spettro" inteso come centro attrattore nello spazio delle fasi dei dati. Questa prospettiva unificata dimostra come la re-interpretazione dell'IA attraverso i principi della fisica offra chiavi di lettura rigorose sia per la comprensione dei modelli teorici sia per l'analisi dei dati sperimentali.
La Fisica che ha Originato l'IA: Dagli Spin Glass alle Reti Neurali / Sparavigna, A.C.. - ELETTRONICO. - (2025). [10.5281/zenodo.23211285]
La Fisica che ha Originato l'IA: Dagli Spin Glass alle Reti Neurali
Amelia Carolina Sparavigna
2025
Abstract
L'Intelligenza Artificiale (IA) moderna affonda le sue radici concettuali nella fisica statistica dei sistemi complessi. Dalla teoria degli spin glass e dal modello pionieristico di John Hopfield — in cui il richiamo della memoria equivale alla ricerca di un minimo di energia — i concetti di paesaggio energetico, attrattore e rilassamento termodinamico hanno plasmato l'evoluzione delle reti neurali. Questo articolo ripercorre il filo conduttore che lega la fisica teorica alle architetture dell'IA contemporanea, esaminando come strumenti quali la Ricottura Simulativa (Simulated Annealing), i Diffusion Models e le Generative Adversarial Networks (GANs) trovino fondamento rispettivamente nei processi termodinamici e nelle dinamiche dell'Equilibrio di Nash. Per mostrare il valore pratico di questo paradigma, il lavoro presenta un'applicazione alla spettroscopia Raman: l'Autoencoder viene re-interpretato non come un mero algoritmo di denoising, ma come un misuratore di stabilità che valuta la vicinanza di uno spettro rumoroso a un "pseudo-spettro" inteso come centro attrattore nello spazio delle fasi dei dati. Questa prospettiva unificata dimostra come la re-interpretazione dell'IA attraverso i principi della fisica offra chiavi di lettura rigorose sia per la comprensione dei modelli teorici sia per l'analisi dei dati sperimentali.| File | Dimensione | Formato | |
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